超高層建築超長樁群樁與厚筏基礎受力沉降機理研究

《超高層建築超長樁群樁與厚筏基礎受力沉降機理研究》是依託鄭州大學，由李永輝擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：超高層建築超長樁群樁與厚筏基礎受力沉降機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李永輝
• 依託單位：鄭州大學

項目摘要

針對採用核心筒巨柱外框架結構體系的超高層建築超長樁群樁與厚筏基礎，通過大尺度模型試驗結合數值模擬研究超長樁群樁承載性狀及樁-土-樁相互作用機理、厚筏基礎受力變形性狀、地基土體受荷特徵、及上部結構對樁筏基礎的影響規律；同時，基於實際工程建立超高層建築超長樁群樁與厚筏基礎整體有限元模型，研究筏板厚度、基樁長徑比與布置等因素對其受力沉降變形的影響；此外，基於超長樁承載特性、樁側摩阻力發揮機理及樁-土界面剪下力學行為的研究，建立超長樁樁-土界面剪下作用模型，並在考慮樁體的“加筋效應”及群樁中的“被動樁”與周圍土體的相互“遮攔效應”對樁土相互作用影響的基礎上，引入層狀地基Burmister解、Reissner厚板理論及上部結構剛度的影響，建立超高層建築超長樁群樁與厚筏基礎受力變形理論計算分析方法。本項目研究有助於深入認識超高層建築樁筏基礎承載變形性狀，促進其安全合理的設計與實施。

結題摘要

以採用核心筒巨柱外框架結構的超高層建築超長樁群樁與厚筏基礎為研究對象，基於其上部結構、筏板、基樁及地基土體間的相互作用機制，深入研究分析其受力與沉降變形機理。通過現場實測及模型試驗深入研究超長樁承載性能、荷載傳遞規律及相關因素的影響規律等，並建立相關荷載傳遞模型及樁側廣義剪下模型，進行超長樁荷載傳遞計算；開展超長樁群樁基礎模型試驗，研究超長樁群樁基礎承載變形規律及其荷載傳遞機理，得到荷載-沉降規律、樁身軸力分布、樁側摩阻力、筏下土承擔荷載、樁端土應力和樁間土反力分布規律，並對超長群樁樁-土相互作用及荷載傳遞性狀進行探討；基於實際工程，開展考慮上部結構影響的超長樁群樁厚筏基礎數值模擬分析，研究其沉降變形規律及上部結構對其沉降變形的影響；基於彈性半空間的Mindlin位移解的數值積分，結合疊加原理的Poulos 彈性理論方法，提出考慮群樁加筋效應三樁模型方法及加筋係數的概念，建立考慮遮攔-群樁加筋效應的群樁加筋係數分析法，並對超長群樁進行沉降分析。研究成果將有助於超高層建築樁筏基礎承載性狀的認知，促進超高層建築樁筏基礎工程實踐的發展。